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OFICINA DE PATENTES DE ESTADOS UNIDOS

NIKOLA TESLA, DE NUEVA YORK, N.Y.

APARATOS PARA TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

1.119.732. Especificaciones de patente. Patentado en diciembre 1,1914.

Solicitud presentada el 18 de enero de 1902. Nº serie 90.245.

Renovado 04 de mayo de 1907. Nº serie 371.817.

A todos quienes pueda interesar:

Es sabido que yo, NIKOLA TESLA, ciudadano de los Estados Unidos, que reside en elbarrio de Manhattan, en la ciudad, condado y estado de Nueva York, he inventadoalgunas mejoras nuevas y útiles en aparatos para la energía eléctrica del que losiguiente es una especificación, haciendo referencia al dibujo que acompaña y formaparte del mismo.

Para tratar de adaptar las corrientes o descargas de muy alta tensión para diversosusos valiosos, como la distribución de energía a través de cables de plantas centrales alugares distantes de consumo o la transmisión de poderosas perturbaciones a grandesdistancias, a través de los medios de comunicación no artificial o natural, he topadocon dificultades para confinar considerables cantidades de electricidad a losconductores y evitar su fuga sobre sus soportes, o su fuga por el aire en el ambiente,que siempre tiene lugar cuando la densidad de superficie eléctrica alcanza undeterminado valor.

La intensidad del efecto de un circuito de transmisión con un terminal libre o elevadoes proporcional a la cantidad de electricidad desplazada, que se determina por elproducto de la capacidad del circuito, la presión y la frecuencia de las corrientesempleadas. Para producir un movimiento eléctrico de la magnitud requerida esconveniente cargar el terminal tan alto como sea posible, porque aunque una grancantidad de electricidad también puede ser desplazada por una gran capacidad cargadaa baja presión, existen desventajas conocidas en muchos casos cuando el primero sehizo demasiado grande. Lo principal de esto es debido al hecho de que un aumento dela capacidad implica una disminución de la frecuencia de los impulsos o descargas yuna disminución de la energía de vibración. Esto se comprende cuando se tiene encuenta que un circuito con una gran capacidad se comporta como un resorte holgado,mientras que uno con una pequeña capacidad lo hace como un resorte duro, vibrandomás enérgicamente. Por lo tanto, a fin de lograr la mayor frecuencia posible, que paraciertos propósitos es ventajosa y, aparte, para desarrollar la mayor energía en uncircuito de esa transmisión, empleo un terminal de capacidad relativamente pequeño,que cargo a tan alta presión como sea posible. Para lograr este resultado me haparecido indispensable construir el conductor tan elevado, que su superficie exterior,en que la carga eléctrica principalmente se acumula, tiene por sí mismo un gran radiode curvatura o está compuesto de elementos separados que, independientemente desu propio radio de curvatura, están dispuestos muy cerca entre sí y, por tanto, elenvolvimiento ideal de la superficie exterior es de un gran radio. Evidentemente,cuanto menor sea el radio de curvatura mayor, para un determinado desplazamientoeléctrico, será la densidad de superficie y, consecuentemente, menor será la presión

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limitante para que el terminal pueda imponerse sin electricidad escapando en el aire.Dicho terminal lo aseguro a un soporte aislante entrado más o menos hacia su interior,y asimismo conecto el circuito al interior o, en general, a puntos donde la densidadeléctrica es pequeña. Este plan de construir y apoyar un conductor altamente cargadolo he encontrado de gran importancia práctica, y puede aplicarse útilmente en muchasformas.

Referente al plano que lo acompaña, la figura es una vista en elevación y parte desección de un terminal libre mejorado y circuito de gran superficie con apoyo de laestructura y aparatos generadores.

El terminal D consiste en una estructura metálica en forma adecuada, en este caso unanillo de sección transversal circular, que está cubierto con planchas de metal medioesféricas P P, constituyendo así una superficie conductora muy grande, suave en todoslos lugares donde la carga eléctrica principalmente se acumula. El marco es llevado poruna fuerte plataforma expresamente para los dispositivos de seguridad, instrumentosde observación, etc., que a su vez reposa sobre soportes aislantes F F. Esto debepenetrar en el espacio hueco formado por el terminal, y si la densidad eléctrica en lospuntos donde están atornilladas al marco es todavía considerable, puedeespecialmente ser protegida mediante la realización de campanas como H.

Una parte de las mejoras que forman parte de esta especificación, el circuito detransmisión, en sus características generales, es idéntico al descrito y afirmado en mispatentes originales Nº 645.576 y 649.621. El circuito consta de una bobina que estáen estrecha relación inductiva con un principal C, y uno de los extremos de los cualesestá conectado a una placa de suelo E, mientras que su otro extremo es conducido através de una bobina de auto-inducción separada B y un cilindro metálico B´ alterminal D.

La conexión a este último debe hacerse siempre en o cerca del centro, a fin deasegurar una distribución simétrica de la corriente, como en caso contrario, cuando lafrecuencia es muy alta y el flujo de gran volumen, el rendimiento del aparato puedeser afectado. C principal puede ser excitado de cualquier manera deseada, de unafuente adecuada de corrientes G, que puede ser un alternador o un condensador, elrequisito importante es que la condición resonante es establecida, es decir, que elterminal D es cargado a la máxima presión desarrollada en el circuito, como heespecificado en mis patentes originales antes mencionadas. Deben hacerse los ajustescon especial cuidado cuando el transmisor es uno de gran potencia, no sólo a causa dela economía, sino también para evitar el peligro.

He demostrado que es posible producir en un circuito resonante como E A B B´ Dactividades eléctricas inmensas, medidas por decenas y hasta cientos de miles decaballos de potencia y en tal caso, si los puntos de máxima presión deben serdesplazados bajo el terminal D, a lo largo de la bobina B, una bola de fuego podríaromper y destruir el apoyo F o cualquier otra cosa en el camino. Para la mejorapreciación de la naturaleza de este peligro debe decirse, que la acción destructivapuede tener lugar con violencia inconcebible. Esto deja de ser sorprendente cuando setiene en cuenta que la energía toda acumulada en el circuito excitado, en lugar deexigir, como en condiciones normales de trabajo, una cuarta parte del periodo o máspara su transformación de forma estática a cinética, puede pasar de unincomparablemente menor intervalo de tiempo, a una tasa de muchos millones decaballos de potencia. El accidente es propenso a ocurrir cuando el circuito transmisorestá fuertemente excitado, las oscilaciones impresionantes que le son causadas, de

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manera más o menos repentina, son más rápidas que las oscilaciones libres. Por lotanto, es aconsejable comenzar los ajustes con oscilaciones débiles y algo más lentas,fortaleciendo y acelerando gradualmente, hasta que el aparato ha sido llevado bajoperfecto control. Para aumentar la seguridad, yo proporciono en un lugar cómodo,preferentemente en el terminal D, uno o más elementos o placas de algo menor radiode curvatura o produciendo más o menos sobresaliendo de los demás (en cuyo casopueden ser de mayor radio de curvatura) así, debe aumentar la presión a un valor,más allá del cual no es deseable ir, la potente descarga puede lanzarle fuera de allí yperderse relativamente por el aire. Dicha placa, realizando una función similar a la deuna válvula de seguridad en un depósito de alta presión, como se indica en V.

Ampliando aún más los principios subyacentes de mi invento, se hace especialreferencia a la bobina B y al conductor B´. Este último es en forma de un cilindro consuperficie lisa o pulida de un radio mucho mayor que el de los elementos mitadesféricos P P y amplía fuera en la parte inferior dentro de una campana H, que debeser ranurada para evitar la pérdida por corrientes eddy y el propósito de lo cual seráclaridad de resultado. La bobina B es enrollada en un marco o tambor D´ de materialaislante, con sus vueltas cerradas juntas. He descubierto que cuando es así enrolladoel efecto del pequeño radio de curvatura del cable propiamente dicho es superado y labobina se comporta como un conductor de gran radio de curvatura, correspondiente aaquella del tambor. Esta característica es de considerable importancia práctica y esaplicable no sólo en este caso especial, sino en general. Por ejemplo, esas placas en PP del terminal D, aunque preferentemente de gran radio de curvatura, no tiene queser necesariamente así, sólo a condición de que las placas individuales o elementos deun conductor de alto potencial o terminal se organizan en proximidad entre sí y consus límites exteriores a lo largo de una superficie envolvente simétrica ideal de un granradio de curvatura, las ventajas del invento serán más o menos plenamente realizadas.El extremo inferior de la bobina B – que, si se desea, puede ampliarse hasta elterminal D – debe estar algo por debajo de la parte superior de la bobina superior A.Esto, yo encuentro, disminuye la tendencia de la carga para salir desde el cable queconecta ambos y pasa junto al apoyo F ´.

Habiendo descrito mi invento, afirmo:

1. Como un medio para producir grandes actividades eléctricas un circuito resonanteteniendo sus límites exteriores de conducción, que están cargados a un alto potencial,dispuestos en superficies de gran radio de curvatura para evitar la fuga de la cargaoscilante, sustancialmente como ha sido enunciado.2. En aparatos para la transmisión de energía eléctrica un circuito conectado a tierra ya un terminal elevado y teniendo sus límites de conducción externos, que están sujetosa alta tensión, dispuestos en superficies de gran radio de curvatura sustancialmentecomo y para la finalidad descrita.3. En una planta para la transmisión de energía eléctrica sin cables, en combinacióncon un circuito excitado o principal uno secundario conectado a tierra y a un terminalelevado y teniendo sus límites exteriores de conducción, que son cargados a un altopotencial, dispuestos en superficies de gran radio de curvatura con el fin de evitarfugas y pérdida de energía, sustancialmente como ha sido enunciado.4. Como medios para la transmisión de energía eléctrica a una distancia a través delmedio natural un circuito resonante de tierra, comprendiendo una parte sobre cuyasoscilaciones son impresas y otra para elevar la tensión, teniendo sus límitesconductores externos en que una carga de alta tensión acumulada es dispuesta ensuperficies de gran radio de curvatura, sustancialmente tal como se describe.

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5. Los medios para producir excesivo potencial eléctrico consistente en un circuitoexcitado principal y uno secundario resonante con sus elementos de conducciónexteriores sometidos a alta tensión dispuestos en proximidad entre sí y en superficiesde gran radio de curvatura para evitar fugas de la carga y reduciendo potencial,sustancialmente tal como se describe.6. Un circuito comprendiendo una parte sobre cuyas oscilaciones son impresas y otraparte para elevar la tensión por resonancia, la última parte se apoya de lugares debaja densidad eléctrica y tiene sus límites conductores más periféricos dispuestos ensuperficies de gran radio de curvatura, como ha sido enunciado.7. En aparatos para la transmisión de energía eléctrica sin cables un circuito de tierracuyos elementos de conducción exteriores los cuales tienen una gran área agregada yse organizan en superficies de gran radio de curvatura para permitir elalmacenamiento de una alta carga en una pequeña densidad eléctrica y evitar pérdidaspor fugas, sustancialmente tal como se describe.8. Un transmisor inalámbrico que comprende en combinación una fuente deoscilaciones como un condensador, un circuito excitado principal y uno secundario entierra y conductor elevado al exterior cuyos límites de conducción están próximos entresí y dispuestos en superficies de gran radio de curvatura, sustancialmente tal como sedescribe.9. En aparatos para la transmisión de energía eléctrica sin cables y conductoreselevados o antena teniendo su alto potencial de conductividad externo o elementoscapacitados dispuestos en proximidad entre sí y en superficies de gran radio decurvatura para superar el efecto del pequeño radio de curvatura de los elementosindividuales y las fugas de las cargas, como ha sido enunciado.10. Un circuito de toma de tierra que transmite resonante teniendo sus límites deconducción exteriores dispuestos en superficies de gran radio de curvatura encombinación con un terminal elevado de gran superficie apoyado en los puntos de bajadensidad eléctrica, sustancialmente tal como se describe.

NIKOLA TESLA

Testigos:

M. Lamson Lyer,Richard Donovan.

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